全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类碳链上的氢原子完全被氟原子取代的合成有机化合物，具有优异的表面活性、耐腐蚀性、疏水疏油性等特性，广泛应用于消防泡沫、金属电镀、防护涂层等工业领域。然而，PFAS具有极强的环境持久性和生物累积性，可通过水体、食物链等途径进入人体，造成潜在健康风险。已有研究表明，PFAS可在人体血液、母乳、肝脏等组织中检出，并与肝癌等疾病的发生发展存在剂量依赖性关联。

人血清白蛋白（HSA）是血浆中含量最高的载体蛋白，负责运输内源性和外源性物质，维持血浆胶体渗透压和酸碱平衡。许多外源性化学物质可通过与HSA结合，影响其运输功能，进而干扰正常的生理代谢。目前，关于PFAS如何与HSA发生分子层面的结合、结合位点、结合力类型以及由此引发的HSA构象变化和毒代动力学后果，仍存在关键知识空白。因此，系统研究PFAS与HSA的相互作用机制，对于评估PFAS在人体内的生物累积风险和健康危害具有重要意义。

文章内容概要

本研究以全氟辛酸（PFOA）和全氟辛酸铵（APFO）为代表性PFAS，采用荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、圆二色光谱、时间分辨荧光光谱等多种光谱技术，结合分子对接模拟，系统研究了两种PFAS与HSA的分子结合相互作用及其对HSA构象和功能的影响。

1. 结合机制：PFOA和APFO与HSA通过静态猝灭机制形成基态复合物，结合常数适中（约104 L/mol），结合位点数为1，结合比例为1:1。热力学参数（ΔH > 0, ΔS > 0）表明疏水作用是主要驱动力，氟原子带来的强疏水性在其中起关键作用。

2. 结合位点：竞争性实验和分子对接显示，PFAS主要结合在HSA的Sudlow site I（亚结构域IIA），涉及多种氨基酸残基（如Lys、Arg、His、Glu等），通过疏水作用、氢键、卤键（氟效应）等共同稳定复合物。

3. 构象变化：PFAS结合后，HSA的α-螺旋含量增加，β-转角比例上升，分子粒径减小，整体疏水性增强，表明HSA结构发生紧缩性重排。这种构象变化可能削弱HSA的配体运输功能，从而延长PFAS在体内的滞留时间。

4. 毒代动力学：PFAS与HSA的中等强度结合及其诱导的HSA疏水性增强，为PFAS在人体内长期蓄积提供了分子基础，表明其可能通过干扰HSA正常运输功能而加剧系统性健康风险。

(a) HSA与PFOA分子之间的相互作用力图；(b) HSA与全氟辛酸根离子之间的相互作用力图

原文链接

Qinyang Li, Xin Cheng, Yuling Tang, Shuangyang Li, Jianfei Zhou, Bi Shi. Unraveling molecular binding interaction of per-and polyfluoroalkyl substances with human serum albumin: Conformational rearrangement, bioaccumulation potential and toxicokinetic implications. Environmental Chemistry and Ecotoxicology, Volume 7, 2025, Pages 2334-2344.

https://doi.org/10.1016/j.enceco.2025.10.004

期刊介绍

Environmental Chemistry and Ecotoxicology (缩写ENCECO) 主要聚焦化学品在全球环境中的传输规律及其在生态系统中的毒性机制，生物体中的生物利用度和生物蓄积性，食物链中的生物放大，以及生态系统分析中的新技术和新方法、跨学科生态毒理学信息的处理方法等。期刊主要研究方向包括：环境化学、生态毒理学、环境修复、风险评估等。

期刊已被ESCI、Scopus、Ei Compendex、BIOSIS Previews、Biological Abstracts、CAS、DOAJ、GEOBASE等数据库收录。《2025年中国科学院文献情报中心期刊分区表》正式发布，Environmental Chemistry and Ecotoxicology 荣列大类：环境科学与生态学1区，Top期刊；小类：ENVIRONMENTAL SCIENCES 环境科学1区；TOXICOLOGY 毒理学1区。中国科学技术协会正式发布《科技期刊世界影响力指数（WJCI）报告》（2025版），Environmental Chemistry and Ecotoxicology 荣列TOP期刊。